Belize Tuzlu Topraklarının Mikrobiyolojik Durumunun Belirlenmesi

Abstract

Toprak tuzluluğu, Bulgaristan'da tarımsal üretkenlik için önemli bir tehdit oluşturmaktadır, ancak toprak DNA'sı, mikrobiyal çeşitlilik, evrim ve topluluk yapısı üzerindeki etkisi yeterince araştırılmamıştır. Bu araştırma, Belozem'in tuzlu topraklarındaki mikroorganizmaları DNA'larına, evrimsel özelliklerine ve etkileşimlerine odaklanarak tanımlamayı ve analiz etmeyi amaçlamaktadır. Çalışma, üç örneklem noktalı bir Belozem'de yürütüldü ve üç tekrarlı Tamamen Randomize Tasarım (CRD) kullanılarak değerlendirildi. Metagenomik (16S rRNA) sonuçlarımız, tüm deney alanlarında tutarlı bir mikroorganizma dağılımı, çeşitliliği ve yapısı olduğunu göstermiştir. Özellikle, Belozem.3 yüksek toprak solunumu, dehidrojenaz ve ꞵ-Glukozidaz aktivitesi sergiledi, ancak potansiyel olarak yüksek tuz konsantrasyonu ve toprak nemi nedeniyle düşük DNA konsantrasyonu sergiledi. Filum düzeyinde tanımlanan baskın mikrobiyal topluluklar arasında Firmicutes (% 26), Proteobacteria (% 22.5) ve Actinobacteria (% 21.5) vardı. Firmicutes üyeleri arasında Bacilli sınıfı, Bacillales takımı, Bacillaceae familyası ve Bacillus cinsi vardı. Bununla birlikte, cins ve tür seviyelerinde yeterince temsil edilmediler. Belozem'in tuzlu topraklarında karmaşık bir mikrobiyal ekosistem olduğunu düşündüren düzen ve aile seviyelerinde sınıflandırılmamış mikrobiyal toplulukların yüksek nispi bolluğu (OTU sayısına göre) tanımlanmıştır. Sphingomonas, RB41, Tumibacillus ve Halobacillus gibi benzersiz cinsler bölgeye özgüydü. Firmicutes'in bolluğu, tuzlu ekosistemlerdeki ağır metaller gibi kirleticileri parçalamak için biyogübreler, bitki patojenlerinin biyokontrol ajanları ve biyoremediasyon araçları olarak kullanılabilir.Soil salinity poses a significant threat to agricultural productivity in Bulgaria, but its impact on soil DNA, microbial diversity, evolution, and community structure remains understudied. This research aims to identify and analyze microorganisms in the saline soils of Belozem, focusing on their DNA, evolutionary traits, and interactions. The study was conducted at a Belozem with three sampling points, evaluated using a Completely Randomized Design (CRD) with three replications. Our metagenomic (16S rRNA) results indicated a consistent microorganism distribution, diversity and structure in all the experimental sites. Notably, Belozem.3 exhibited high soil respiration, dehydrogenase and ꞵ-Glucosidase activity but low DNA concentration, potentially due to high salt concentration, and soil moisture. The dominant microbial communities identified at the phylum level included Firmicutes (26%), Proteobacteria (22.5%), and Actinobacteria (21.5%). Members of Firmicutes included the class Bacilli, order Bacillales, family Bacillaceae, and genus Bacillus. However, they were underrepresented at the genus and species levels. High relative abundance (based on OTU number) of unclassified microbial communities were identified at the order and family levels which suggests a complex microbial ecosystem in saline soils of Belozem. Unique genera such as Sphingomonas, RB41, Tumibacillus, and Halobacillus were site-specific. The abundance of Firmicutes can be used as biofertilizers, biocontrol agents of plant pathogens, and bioremediation tools to degrade contaminants such as heavy metals in saline ecosystems.